基于JDPaint軟件對影像浮雕的加工研究

摘 要：本文通過JDPaint軟件對灰度圖的處理和加工路徑選擇與設(shè)置，所完成的影像浮雕的加工，能夠優(yōu)化雕刻過程，提高了加工產(chǎn)品的質(zhì)量和加工精度。

關(guān)鍵詞：JDPaint軟件；灰度圖；浮雕

傳統(tǒng)的雕刻是手工業(yè)的一個分支，加工產(chǎn)品的質(zhì)量取決于雕刻人員的經(jīng)驗技巧，從學(xué)徒到師傅需要很長的時間，很多高超的技能還需要在今后的實踐中不斷的摸索和領(lǐng)悟。在近十幾年中，由于計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)在許多行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，包括機(jī)械制造、金融、交通、管理等生產(chǎn)流通領(lǐng)域，極大地推動了這些行業(yè)的發(fā)展。計算機(jī)數(shù)控雕刻技術(shù)（簡稱CNC雕刻技術(shù)）和計算機(jī)數(shù)控雕刻機(jī)（簡稱CNC雕刻機(jī)）的出現(xiàn)終于把人們這個多年的夢想變成了現(xiàn)實。JDPaint專業(yè)雕刻軟件經(jīng)過多年的發(fā)展完善，功能日趨豐富強(qiáng)大，不僅突破了如曲面浮雕、等量切削等多項關(guān)鍵雕刻設(shè)計及加工技術(shù)，也充分保證了軟件產(chǎn)品的易用性和實用性，極大地增強(qiáng)了精雕CNC雕刻機(jī)的加工能力和對雕刻領(lǐng)域多樣性的適應(yīng)能力。在應(yīng)用領(lǐng)域上，JDPaint軟件已經(jīng)徹底突破了適合標(biāo)牌、廣告、建筑模型等較為傳統(tǒng)的雕刻應(yīng)用范疇，在技術(shù)門檻更高的工業(yè)雕刻領(lǐng)域，如滴塑模、高頻模、小五金、眼鏡模、紫銅電極等制作業(yè)，表現(xiàn)同樣出色，成為國內(nèi)最優(yōu)秀的雕刻軟件。

1 CNC雕刻特點

1.1 藝術(shù)曲面造型方法和幾何曲面造型方法相結(jié)合

隨著CNC雕刻應(yīng)用面的不斷擴(kuò)大，\"雕刻\"不再僅僅是\"畫龍點睛\"了，已逐步滲透到產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品加工領(lǐng)域中，這樣要求\"雕刻\"設(shè)計工具必須具有一定的曲面造型功能，更由于\"雕刻\"是一種獨特的設(shè)計方法，需多產(chǎn)品的形態(tài)是無法用準(zhǔn)確的數(shù)字函數(shù)表達(dá)，取決于設(shè)計者的感覺，只有藝術(shù)曲面和幾何曲面混合造型才能保證\"雕刻\"在工業(yè)領(lǐng)域中能有更輝煌的表現(xiàn)。

1.2 精確制圖機(jī)制和藝術(shù)制圖機(jī)制相結(jié)合

\"雕刻\"是一門藝術(shù)，其設(shè)計工具必須為設(shè)計者提供方面的創(chuàng)意空間！\"雕刻\"進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域，其設(shè)計工具還必須遵守\"尺寸精確\"的工業(yè)設(shè)計原則！

1.3 CNC雕刻機(jī)及其專業(yè)雕刻軟件的特點

JDPaint軟件可以輸入影像文檔，如pcx，bmp，jpg，tip等，利用計算機(jī)進(jìn)行向量化處理。其中內(nèi)含170種字形，可對任何字形、圖形進(jìn)行描繪、設(shè)計和排列。并且可由2D輪廓制造3D曲面，曲面可重疊，進(jìn)行自動熔接，并可帖附任何3D花紋、圖形和文字，進(jìn)行藝術(shù)雕塑。還具有逆向工程功能，可以接受點的信息后，生成相應(yīng)的曲面，進(jìn)行CAD工作，可以生產(chǎn)CAM的技工路徑，并進(jìn)行加工。如果配備激光掃描系統(tǒng)，則可完成樣品掃描測繪至雕刻加工成型整個過程，其速度快，精度高。在制作立體浮雕，人物、動植物的3D造型的時候，影像文檔通過灰度分析后，可以產(chǎn)生曲面、浮雕文檔，并進(jìn)行相片立體雕刻加工。其設(shè)備可升級四軸、五軸加工。利用四軸，可完成各種壓花輪從設(shè)計至CAD/CAM的制作。能夠完成超硬度切削加工，超細(xì)字加工。兼容多種專業(yè)或特殊加工軟件，可讀取ICES、DXF等資料，具備完整刀具庫，可生成各種高精度的刀具路徑。

2 圖片處理軌跡生成

2.1 選擇圖片

通過“文件”→“輸入→“點陣圖像”→“圖片”（dmp格式）→“變換”→“放縮”→“畫矩形”→“選中矩形”→“變換”→“尺寸等同”→“組合對其”出現(xiàn)圖1的界面。

2.2 藝術(shù)曲面的生成

通過藝術(shù)曲面→圖像文理→位圖轉(zhuǎn)網(wǎng)格→單擊灰度圖、定義曲面高度完成后通過渲染顯示觀看下效果。

藝術(shù)曲面是指由四邊形及三角形組成的多邊形網(wǎng)格，所以也稱為網(wǎng)格曲面。網(wǎng)格曲面有以下幾大特點：網(wǎng)格致密。網(wǎng)格曲面用很多的小多邊形表達(dá)曲面形態(tài)，因此網(wǎng)格必須致密才能保證形狀誤差較小。數(shù)據(jù)量大。因為網(wǎng)格致密，如果曲面尺寸較大，必然導(dǎo)致數(shù)據(jù)量大。非精確造型。用離散的網(wǎng)格表達(dá)連續(xù)的曲面，必然引入誤差，但是曲面的主要尺寸如長、寬、高等還是可以精確控制的，誤差只出現(xiàn)在曲面中間過渡部位，因此網(wǎng)格表示法的適應(yīng)面還是很廣的。簡單、直觀。網(wǎng)格曲面生成、造型簡單直觀，形狀描述能力無可比擬，隨著計算機(jī)處理速度的不斷提高及三維掃描輸入技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)格曲面造型技術(shù)已成為CAD領(lǐng)域的一個越來越重要的分支。

2.3 生成加工軌跡以及G代碼和完成加工

選中網(wǎng)格圖→刀具路徑→路徑向?qū)А顚懠庸?shù)生成加工的軌跡。選中圖和路徑→刀具路徑→輸入刀具路徑→命名→拾取二維點生成加工的程序為ENG格式。

3 雕刻機(jī)的設(shè)置與加工過程

然后通過NC轉(zhuǎn)換器把ENG格式程序轉(zhuǎn)化為NC格式。在轉(zhuǎn)換時特別要注意保證高級參數(shù)設(shè)置值的文件頭和文件問必須沒有任何參數(shù)（如圖4）。利用維宏數(shù)控控制系統(tǒng)控制雕刻機(jī)器上完成加工，維宏數(shù)控控制系統(tǒng)的加工參數(shù)設(shè)置為系統(tǒng)參數(shù)：加工參數(shù)：手動速度：手動低速2000毫米/分鐘；手動高速：4000毫米/分鐘。自動參數(shù)：空程速度：2200毫米/分鐘；加工速度：1500毫米/分鐘。勾選：速度自適應(yīng)優(yōu)化：允許系統(tǒng)根據(jù)加工工件的連續(xù)特性，對加工速度進(jìn)行優(yōu)化。IJK增量模式：圓弧編程中（G2、G3語句），圓心參數(shù)（IJK）為相對于起點的增量?？粘蹋℅00）指令使用固定進(jìn)給倍率100%。廠家參數(shù)：終點（機(jī)械）坐標(biāo)：X方向：1300毫米；Y方向：1200毫米。電機(jī)參數(shù)：X軸：0.00157185毫米/脈沖；②Y軸：0.00157185毫米/脈沖；Z軸：0.00157185毫米/脈沖。Z軸最大速度為：3000毫米/分鐘。彎道加速度：1000毫米/分鐘。其他參數(shù)就是默認(rèn)值。最后導(dǎo)入轉(zhuǎn)換的NC程序鏈接雕刻機(jī)進(jìn)行加工。

綜上所述，在使用JDPaint軟件加工浮雕后，不僅可以完成大批量的浮雕作品，并且能夠保證作品的統(tǒng)一性。可以大大的降低工人的勞動強(qiáng)度，更好的保證產(chǎn)品的質(zhì)量，使之經(jīng)濟(jì)效益得到較大提高。

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